CN107207085B - 船舶推进系统、船舶及船舶推进方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够防止主发动机的大型化的船舶推进系统。船舶推进系统(1)具备：主发电机(10A，10B，10C)，向船内供给电力；配电部(11)，分配主发电机(10A，10B，10C)的电力；第一电动机(21)，通过经由配电部(11)输入的电力来旋转驱动第一旋转轴(27)；主螺旋桨(24)，与第一旋转轴(27)一起旋转；第二电动机(15)，通过经由配电部(11)输入的电力来旋转驱动第二旋转轴(17)；及船尾侧螺旋桨(16)，配置于主螺旋桨(24)的船尾侧，并与第二旋转轴(17)一起旋转。

Description

船舶推进系统、船舶及船舶推进方法

技术领域

本发明涉及一种船舶推进系统、船舶及船舶推进方法。

本申请主张基于2015年2月20日于日本申请的日本专利申请2015-031546号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

具有如下船舶推进系统：具备对转螺旋桨(CRP：Contra Rotating Propellersystem)的船舶中，选择通过主螺旋桨驱动用主发动机(引擎)来驱动的轴发电机的发电电力、或者为了供给船内用电力而具备的主发电机的发电电力中的任一个而供给至船尾侧螺旋桨的驱动用马达(专利文献1)。

若使用该船舶推进系统，则将由通过通常航行时油耗良好的主发动机来驱动的轴发电机发电的电力供给至船尾侧螺旋桨用马达。该船舶推进系统在因航行日程的延误等而需要提高船速时，不使用轴发电机，主发动机仅使用于主螺旋桨的驱动，船尾侧螺旋桨能够利用由主发电机产生的发电电力来驱动，由此提高有助于推进的功率，从而提高船速。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公表2014-505621号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

但是，这种船舶推进系统的情况下，设计时设想的船速越大，主发动机越大型化，初始成本变高。若主发动机大型化，则发动机室中所占的主发动机的空间变大,维护空间变小。为了确保维护空间而使发动机室变大，则损伤时发动机室中的浸水量增加，若要确保复原性能，则不得不加大船宽度，导致推进性能和油耗的恶化。

本发明提供一种能够解决上述课题的船舶推进系统、船舶及船舶推进方法。

用于解决技术课题的手段

根据本发明的第1方式，船舶推进系统具备：主发电机，向船内供给电力；配电部，分配所述主发电机的电力；第一电动机，通过经由所述配电部输入的电力来旋转驱动第一旋转轴；主螺旋桨，与所述第一旋转轴一起旋转；第二电动机，通过经由所述配电部输入的电力来旋转驱动第二旋转轴；及船尾侧螺旋桨，配置于所述主螺旋桨的船尾侧，并与所述第二旋转轴一起旋转。

根据本发明的第2方式，所述船舶推进系统还具备使所述第一旋转轴旋转驱动的主发动机，所述第一电动机通过旋转驱动所述第一旋转轴来弥补基于所述主发动机的所述主螺旋桨的旋转的不足量。

根据本发明的第3方式，所述第一电动机具备通过基于所述主发动机的输出的所述第一旋转轴的旋转来进行发电而向所述配电部供给电力的发电机，所述配电部将通过所述第一电动机供给的电力供给到所述第二电动机。

根据本发明的第4方式，所述船舶推进系统还具备切换所述第一电动机的动作的控制部，所述控制部根据船舶中所要求的推动力，切换通过所述第一电动机来使所述第一旋转轴旋转驱动，还是通过所述主发动机的旋转来进行发电而向所述配电部供给电力。

根据本发明的第5方式，所述船舶推进系统具备：关于1个所述主螺旋桨的多个所述主发动机；减速机，与该多个主发动机连接。

根据本发明的第6方式，所述主螺旋桨为可变螺距螺旋桨，所述第一电动机以恒定旋转速度旋转驱动。

根据本发明的第7方式，所述主螺旋桨为固定螺距螺旋桨。

根据本发明的第8方式，所述船舶推进系统具备：1个或多个所述主螺旋桨；1个所述船尾侧螺旋桨，以与各主螺旋桨对置的方式配置。

根据本发明的第9方式，所述船舶推进系统中，相对于1个所述主螺旋桨，具备以该主螺旋桨的旋转轴作为对称轴线对称的方式配置的2个所述船尾侧螺旋桨。

根据本发明的第10方式，船舶具备上述任一个所述的船舶推进系统。

根据本发明的第11方式，船舶推进方法中，向船内供给电力的主发电机供给电力，配电部分配所述主发电机的电力，第一电动机通过经由所述配电部输入的电力来旋转驱动第一旋转轴，使主螺旋桨与所述第一旋转轴一起旋转，第二电动机通过经由所述配电部输入的电力来旋转驱动第二旋转轴，使配置于所述主螺旋桨的船尾侧的船尾侧螺旋桨与所述第二旋转轴一起旋转。

发明效果

根据上述的船舶推进系统、船舶及船舶推进方法，能够防止主发动机的大型化，并且得到推进性能良好的船舶推进系统。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的第一实施方式中的船舶推进系统的一例的第一图。

图2是表示本发明所涉及的第一实施方式中的船舶推进系统的一例的第二图。

图3是表示本发明所涉及的第一实施方式中的船舶推进系统的一例的第三图。

图4是表示本发明所涉及的第一实施方式中的船舶推进系统的一例的第四图。

图5是表示本发明所涉及的第一实施方式中的船舶推进系统的一例的第五图。

图6是表示本发明所涉及的第一实施方式中的船舶推进系统的一例的第六图。

图7是表示本发明所涉及的第一实施方式中的船舶推进系统的一例的第七图。

图8是表示本发明所涉及的第二实施方式中的船舶推进系统的一例的图。

具体实施方式

＜第一实施方式＞

以下，参考图1～图7对基于本发明的第一实施方式的船舶推进系统进行说明。

图1是表示本发明所涉及的第一实施方式中的船舶推进系统的一例的第一图。

船舶推进系统1为渡船等客船或货船等中具备的船舶的推进系统。

如图1所示，船舶推进系统1具备主发电机10A、主发电机10B、主发电机10C、配电板11、变压器12、逆变器13、吊舱推进器14、马达15、船尾侧螺旋桨16、推进用主发动机20、轴发电机马达21、可控硅逆变器22、同步调速机23、控制装置30。将主发电机10A～10C总称为主发电机10。

主发电机10A、10B、10C为设置在船内的发电机，向船内的设备供给电力。主发电机10A～10C连接于配电板11。

配电板11与主发电机10A、主发电机10B、主发电机10C、变压器12、可控硅逆变器22、未图示的船内机器连接。配电板11位于主发电机10A～10C与变压器12、可控硅逆变器22、未图示的船内机器之间，进行电路的开闭和电力系统的切换。例如，配电板11将主发电机10A～10C所发电的电力向电力系统分配，所述电力系统向变压器12及船内机器供给电力。在规定条件下，配电板11除了变压器12和船内机器以外，还向可控硅逆变器22供给电力。在规定条件下，配电板11将后述的轴发电机马达21的发电电力供给至变压器12和船内机器。

变压器12将从配电板11输出的电力的电压降压至可供给于逆变器13的规定电压。

逆变器13将变压器12所输出的电压与频率控制成所希望的电压与频率，以使船尾侧螺旋桨16的转速变成所希望的转速。

吊舱推进器14为配置在主螺旋桨24的后方的茧型推进装置。吊舱推进器14具备马达15和船尾侧螺旋桨16而构成。

马达15为内置在吊舱推进器14的电动机。马达15通过逆变器13所控制的电力来旋转驱动。

船尾侧螺旋桨16以与马达15的旋转轴同轴的方式经由轴17连接，随着马达15的驱动而旋转。船尾侧螺旋桨16设置在主螺旋桨24的船尾侧，辅助由主螺旋桨24产生的推动力，或者船离开或靠近岸时作为侧推进器而使用。

推进用主发动机20为例如柴油引擎。推进用主发动机20经由轴27与主螺旋桨24连接。推进用主发动机20通过使轴27旋转驱动来使主螺旋桨24旋转。另外，作为旋转驱动轴27的装置，在推进用主发动机20中可适用燃气涡轮、蒸汽涡轮、原子能涡轮、电动机等。

轴发电机马达21为具备如下发电机及马达的装置，所述发电机通过基于推进用主发动机20的输出的轴27的旋转而发电，所述马达通过主发电机10所发电的电力来旋转驱动。轴发电机马达21设置在轴27。另外，轴发电机马达21配置在推进用主发动机20的船尾侧，但也可以配置在船首侧。将轴发电机马达21作为发电机进行动作的模式称为发电模式，将作为马达进行动作的模式称为电动模式。控制装置30例如根据船舶中所要求的推动力，将轴发电机马达21的运行模式切换为发电模式和电动模式。

例如，轴发电机马达21的旋转轴以同轴的方式设置有第1齿轮，轴27以同轴的方式设置有第2齿轮。第1齿轮与第2齿轮嵌合，轴发电机马达21与轴27经由这些齿轮连结。轴发电机马达21以电动模式进行动作时，轴发电机马达21通过由主发电机10产生的电力来旋转驱动，该旋转经由第1齿轮传递至第2齿轮，轴27旋转。电动模式的情况下，除了由推进用主发动机20产生的旋转动力以外，还有由轴发电机马达21产生的旋转动力输入轴27，这些动力经由轴27使主螺旋桨24旋转。如此，轴发电机马达21以电动模式进行动作时，轴发电机马达21的动力援助主螺旋桨24的旋转。

轴发电机马达21以发电模式进行动作时，推进用主发动机20旋转驱动轴27，该旋转经由第2齿轮传递至第1齿轮，轴发电机马达21的旋转轴旋转。如此，轴发电机马达21以发电模式进行动作时，轴发电机马达21通过轴27的旋转进行发电。

可控硅逆变器22为用于抑制由轴发电机马达21产生的发电电力或从配电板11输出的电力的频率变动并使其稳定化的恒频装置。

同步调速机23为控制由轴发电机马达21产生的发电电力的电压及频率、或者从配电板11输出的电力的电压及频率的装置。可控硅逆变器22及同步调速机23控制轴发电机马达21所发电的电力并向配电板11输出。可控硅逆变器22及同步调速机23控制从配电板11输出的电力并向轴发电机马达21输出。

主螺旋桨24经由轴27与推进用主发动机20连接，通过轴27的旋转驱动而旋转，产生船舶的行驶所需的大部分推动力。轴发电机马达21以电动模式进行动作时，主螺旋桨24通过如下动力来旋转，所述动力为除了推进用主发动机20的输出以外还通过轴发电机马达21的输出得到援助的动力。另外，图1中主螺旋桨24与船尾侧螺旋桨16在同轴上对置而具备，形成1组对转螺旋桨(CRP)。

船舶推进系统1具备：主发电机(主发电机10A，10B，10C)，向船内供给电力；配电部(配电板11)，分配主发电机的电力；第一电动机(轴发电机马达21)，通过经由配电部输入的电力来旋转驱动第一旋转轴(轴27)；主螺旋桨(主螺旋桨24)，与第一旋转轴一起旋转；第二电动机(马达15)，通过经由配电部输入的电力来旋转驱动第二旋转轴(轴17)；船尾侧螺旋桨(船尾侧螺旋桨16)，配置于主螺旋桨的船尾侧，并与所述第二旋转轴一起旋转；及主发动机(推进用主发动机20)，使第一旋转轴旋转驱动，第一电动机通过旋转驱动所述第一旋转轴来弥补基于所述主发动机的所述主螺旋桨的旋转的不足量。控制部(控制装置30)根据船舶中所要求的推动力，切换通过第一电动机来使第一旋转轴旋转驱动，还是通过主发动机的旋转发电而向配电部供给电力。

接着对船舶推进时船舶推进系统1的动作的一例进行说明。

(动作例1)

主发电机10A～10C将发电电力向配电板11输出，配电板11将所输入的电力的一部分作为船内电力向船内机器输出。配电板11将所输入的电力的一部分向变压器12输出。该电力经由变压器12、逆变器13向马达15供给，作为船尾侧螺旋桨16的驱动电力而使用。另一方面，推进用主发动机20经由轴27使主螺旋桨24旋转。如此动作例1中，通过推进用主发动机20的输出，主螺旋桨24旋转，通过从主发电机10A～10C供给的电力使船尾侧螺旋桨16旋转，由此推进船舶。

(动作例2)

对船舶推进时船舶推进系统1的动作的其他例进行说明。与动作例1相同地主发电机10A～10C的电力用于船内机器与船尾侧螺旋桨16的旋转。控制装置30例如将船舶速度为规定速度以下作为条件，使轴发电机马达21以发电模式进行动作。由此，推进用主发动机20的动力不仅用于使主螺旋桨24旋转，还用于使轴发电机马达21旋转。轴发电机马达21通过推进用主发动机20的输出与轴27一起旋转并产生电力。轴发电机马达21将所产生的电力经由可控硅逆变器22向配电板11输出。控制装置30控制配电板11，切换电力系统以使由轴发电机马达21产生的发电电力向变压器12供给。配电板11将从轴发电机马达21输入的电力向变压器12输出。输入到变压器12的电力经由逆变器13向马达15输出，用于船尾侧螺旋桨16的旋转。如此，动作例2中，由轴发电机马达21产生的发电电力用于船尾侧螺旋桨16的旋转。由此，能够将由主发电机10A～10C产生的发电电力优先分配给其他船内机器等。或者，能够减少由主发电机10A～10C产生发电电力，实现节能化。另外，由轴发电机马达21产生的发电电力可以用作船内机器用电力。

该动作例2例如能够在船舶中所要求的推动力不大(要求船速不大)，且将推进用主发动机20的输出用于主螺旋桨24的旋转也有余量的场景等中使用。不具有轴发电机马达21的船舶推进系统的情况下，应对船内电力变高的情况，需要具备大型主发电机10A～10C，或者具备更多台数的主发电机10。一般推进用主发动机20的运行效率良好，优先使用推进用主发动机20的输出时油耗良好。另一方面，关于主发电机10A～10C，根据负载的状况进行控制在最佳运行台数的功率管理的情况也较多。根据本实施方式的动作例2，由于使用推进用主发动机20的输出通过轴发电机马达21来进行发电，并能够供给该电力，因此能够防止主发电机10的大容量化并抑制初始成本。并且，能够缩减主发电机10的运转台数而实现节能化。

(动作例3)

并且，对船舶推进时船舶推进系统1的动作的其他例进行说明。与动作例1、2相同地主发电机10A～10C的电力用于船内机器与船尾侧螺旋桨16的旋转。推进用主发动机20的输出用于使主螺旋桨24旋转。并且，该动作例3中，控制装置30例如将船舶的速度大于规定速度作为条件，控制配电板11，切换电力系统以使将主发电机10A～10C的发电电力向可控硅逆变器22输出。由主发电机10A～10C产生的发电电力经由可控硅逆变器22与同步调速机23向轴发电机马达21供给。控制装置30使轴发电机马达21以电动模式进行动作。通过轴发电机马达21作为马达进行动作，轴发电机马达21将主发电机10A～10C的发电电力的一部分作为动力源旋转驱动。轴发电机马达21的旋转动力援助基于推进用主发动机20的输出的主螺旋桨24的旋转。即，动作例3中，将轴发电机作为马达而利用，从而将主发电机10A～10C的发电电力的一部分利用于援助主螺旋桨24的推进。

该动作例3例如能够在船舶中所要求的推动力较大，且要求船速较大的场景中使用。不具有轴发电机马达21的船舶推进系统的情况下，为了担保船舶的速度，需要具备大型的推进用主发动机20。但是，根据本实施方式的动作例3，通过由主发电机10A～10C的发电电力产生的轴发电机马达21的旋转动力来弥补推进用主发动机20的旋转动力的不足量，能够用于援助主螺旋桨24的推进。因此，无需设想提高船速而具备大型的推进用主发动机20，能够抑制初始成本。有助于常用输出(例如额定输出的80％的输出)从而推进用主发动机20能够保持常用输出的状态产生较高的推进输出。因此，减少施加于推进用主发动机20的负载，并防止疲敝，由此实现维护成本的缩减。在推进用主发动机20中出现故障的情况下，使轴发电机马达21以电动模式进行动作，由此能够使主螺旋桨24旋转而推进船。

本实施方式的船舶推进系统1也能够设为以下说明的如图2～图7的结构。

(1机1轴CRP(FPP))

图2是表示本发明所涉及的第一实施方式中的船舶推进系统的一例的第二图。

图2的船舶推进系统2表示推进用主发动机为1机、主螺旋桨为1轴的结构。图2的船舶推进系统2是采用了船尾侧螺旋桨与主螺旋桨在同轴上靠近的位置相对设置的对转式螺旋桨方式的推进系统。

如图2所示，船舶推进系统2具备主发电机10A、10B、10C、配电板11、变压器12、逆变器13、马达15、FPP161、低速柴油发动机201、轴发电机马达21、可控硅逆变器22、同步调速机23、主螺旋桨24。

图2的船舶推进系统2中，马达15并非在吊舱推进器内，而是设置在船内。马达15通过未图示的机械传递机构将旋转动作传递至轴17，从而使FPP161旋转。另外，图2的船舶推进系统2中，作为船尾侧螺旋桨16的一例，具备FPP(Fixed Pitch Propeller：固定螺距螺旋桨)161，并且作为推进用主发动机20的一例，具备额定运行时旋转速度比较慢的低速柴油发动机201。图2的船舶推进系统2的其他结构或动作(动作例1～动作例3)与图1的情况相同。

(1机1轴CRP(CPP))

图3是表示本发明所涉及的第一实施方式中的船舶推进系统的一例的第三图。

图3的船舶推进系统3也与图2相同，是采用了推进用主发动机为1机、主螺旋桨为1轴的对转式螺旋桨方式的推进系统。

如图3所示，船舶推进系统3具备主发电机10A、10B、10C、配电板11、马达15、CPP162、低速柴油发动机201、轴发电机马达21、可控硅逆变器22、同步调速机23、主螺旋桨24。

在图3的船舶推进系统3中，马达15也设置在船内，并通过未图示的机械传递机构将旋转动作传递至轴17。另外，图3的船舶推进系统3中，作为船尾侧螺旋桨16的一例，具备CPP(Controllable Pitch Propeller：可变螺距螺旋桨)162，并且作为推进用主发动机20的一例，具备低速柴油发动机201。FPP161通过控制转速来得到所需的推动力，相对于此，CPP162保持转速恒定，能够通过改变螺旋桨螺距(叶片角度)来得到所需的推动力。因此图3结构的情况下，与具备FPP的图2不同，不具备控制转速所需的逆变器13与变压器12。图3的船舶推进系统3的其他结构或动作与图2的情况相同。

(2机1轴CRP(FPP))

图4是表示本发明所涉及的第一实施方式中的船舶推进系统的一例的第四图。

图4的船舶推进系统4表示推进用主发动机为2机、主螺旋桨为1轴的结构。图4的情况下，成为如下结构：相对于1个主螺旋桨，以主螺旋桨的旋转轴作为对称轴以线对称的方式配置有2个船尾侧螺旋桨。

如图4所示，船舶推进系统4具备主发电机10A、10B、10C、配电板11、变压器12A、变压器12B、逆变器13A、逆变器13B、马达15A、马达15B、FPP161A、FPP161B、中速柴油发动机202A、中速柴油发动机202B、轴发电机马达21、可控硅逆变器22、同步调速机23、主螺旋桨24、减速机25。

配电板11与主发电机10A～10C、变压器12A、变压器12B、可控硅逆变器22连接。变压器12A与逆变器13A连接，逆变器13A与马达15A连接。马达15A经由机械传递机构与轴17A连接。同样，变压器12B与逆变器13B连接，逆变器13B与马达15B连接。马达15B经由机械传递机构与轴17B连接。

减速机25与中速柴油发动机202A及中速柴油发动机202B连接。减速机25经由轴27与主螺旋桨24连接。中速柴油发动机202的中速是表示额定运行时旋转速度为中等，减速机25降低中速柴油发动机202A及中速柴油发动机202B的旋转速度来使主螺旋桨24旋转。轴27设置有轴发电机马达21。轴发电机马达21与可控硅逆变器22连接。可控硅逆变器22与同步调速机23连接。

图4的船舶推进系统4中，作为船尾侧螺旋桨16的一例具备2机FPP161A、FPP161B，并且作为推进用主发动机20的一例具备2机中速柴油发动机202A、中速柴油发动机202B。

以下，将变压器12A、变压器12B总称为变压器12。同样，将逆变器13A、逆变器13B总称为逆变器13。将马达15A、马达15B总称为马达15。将FPP161A、FPP161B总称为FPP161。将中速柴油发动机202A、中速柴油发动机202B总称为中速柴油发动机202。

对图4的船舶推进系统4中的上述动作例1～3进行说明。动作例1中，主发电机10A～10C所发电的电力经由配电板11供给至变压器12A及变压器12B。而且，变压器12A转换所输入的电力的电压并向逆变器13A输出。逆变器13A控制所输入的电力的频率并向马达15A输出。马达15A经由轴17A使FPP161A旋转。同样，变压器12B转换所输入的电力的电压并向逆变器13B输出。逆变器13B控制所输入的电力的频率并向马达15B输出。马达15B经由轴17B使FPP161B旋转。减速机25输入中速柴油发动机202A及中速柴油发动机202B的输出而降低旋转速度，并经由轴27使主螺旋桨24旋转。

动作例2的情况下，控制装置30使轴发电机马达21以发电模式进行动作。轴发电机马达21将发电电力输出至可控硅逆变器22，可控硅逆变器22向配电板11输出。同步调速机23控制可控硅逆变器22向配电板11输出的电力的电压和频率。控制装置30将配电板11的电力系统与图1中的说明相同地进行切换。配电板11将从可控硅逆变器22输入的电力向变压器12A及变压器12B输出。这些电力分别用作FPP161A、FPP161B的动力源。或者，配电板11也可以将从可控硅逆变器22输入的电力用于船内设备的电力。由此，能够使主发电机10A～10C的运转台数或发电容量最佳化。

动作例3的情况下，控制装置30使轴发电机马达21以电动模式进行动作。控制装置30将配电板11的电力系统与图1中的说明相同地进行切换。配电板11将主发电机10A～10C的发电电力的一部分经由可控硅逆变器22向轴发电机马达21输出，轴发电机马达21通过旋转驱动援助基于推进用主发动机20的主螺旋桨24的旋转。

图4的船舶推进系统4的情况下，FPP161A、FPP161B为例如设置在方位推进器的船尾侧螺旋桨。方位推进器是指除了通过推进器本身旋转而使船舶推进的功能以外还具有舵的功能的推进器。方位推进器也能够用作侧推器。例如，方位推进器在离开或靠近岸时能够用作艉(船尾)侧推器，并且可回转360度，因此容易调整前后左右的水力，且能够在狭窄的范围内顺畅地离开或靠近岸。图4的船舶推进系统4的情况下，通过各具备2机方位推进器及中速柴油发动机202，能够确保冗余性。

(2机1轴CRP(CPP))

图5是表示本发明所涉及的第一实施方式中的船舶推进系统的一例的第五图。

图5的船舶推进系统5也与图4相同地表示推进用主发动机为2机、主螺旋桨为1轴的结构。

如图5所示，船舶推进系统5具备主发电机10A、10B、10C、配电板11、马达15A、马达15B、CPP162A、CPP162B、中速柴油发动机202A、中速柴油发动机202B、轴发电机马达21、可控硅逆变器22、同步调速机23、主螺旋桨24、减速机25。图5的船舶推进系统5中，作为船尾侧螺旋桨16的一例具备2机CPP162A、CPP162B，并且，作为推进用主发动机20的一例具备2机中速柴油发动机202A、中速柴油发动机202B。图5的船舶推进系统5的船尾侧螺旋桨为CPP，因此与图4不同，不具备变压器12、逆变器13。

图5的船舶推进系统5的其他结构或动作与图4的情况相同。

(2机2轴CRP(FPP))

图6是表示本发明所涉及的第一实施方式中的船舶推进系统的一例的第六图。

图6的船舶推进系统6表示推进用主发动机为2机、主螺旋桨为2轴的结构。

如图6所示，船舶推进系统6具备主发电机10A、10B、10C、配电板11、变压器12A、变压器12B、逆变器13A、逆变器13B、马达15A、马达15B、FPP161A、FPP161B、中速柴油发动机202A、中速柴油发动机202B、轴发电机马达21A、轴发电机马达21B、可控硅逆变器22A、可控硅逆变器22B、同步调速机23A、同步调速机23B、主螺旋桨24A、主螺旋桨24B。图6的船舶推进系统6中，作为船尾侧螺旋桨16的一例，具备2机FPP161A、FPP161B，并且作为推进用主发动机20的一例具备2机中速柴油发动机202A、中速柴油发动机202B。

配电板11与主发电机10A～10C、变压器12A、12B、可控硅逆变器22A、22B连接。关于变压器12、逆变器13、马达15、FPP161的连接关系，与图4的情况相同。中速柴油发动机202A经由轴27A与主螺旋桨24A连接。轴27A设置有轴发电机马达21A。轴发电机马达21A与可控硅逆变器22A连接。可控硅逆变器22A与同步调速机23A连接。同样，中速柴油发动机202B经由轴27B与主螺旋桨24B连接。轴27B设置有轴发电机马达21B。轴发电机马达21B与可控硅逆变器22B连接。可控硅逆变器22B与同步调速机23B连接。

以下，将中速柴油发动机202A、中速柴油发动机202B总称为中速柴油发动机202。将轴发电机马达21A、轴发电机马达21B总称为轴发电机马达21。将可控硅逆变器22A、可控硅逆变器22B总称为可控硅逆变器22。将同步调速机23A、同步调速机23B总称为同步调速机23。将主螺旋桨24A、主螺旋桨24B总称为主螺旋桨24。

图6的船舶推进系统6中，进行上述动作例1的动作时，主发电机10A～10C所发电的电力经由配电板11供给至变压器12A及变压器12B。而且，由变压器12A及变压器12B转换电压的电力通过逆变器13A、逆变器13B控制频率，分别供给至马达15A、马达15B。马达15A经由轴17A使FPP161A旋转，马达15B经由轴17B使FPP161B旋转。中速柴油发动机202A经由轴27A使主螺旋桨24A旋转，中速柴油发动机202B经由轴27B使主螺旋桨24B旋转。

动作例2的情况下，控制装置30使轴发电机马达21A以发电模式进行动作。轴发电机马达21A通过中速柴油发动机202A的输出与轴27A一起旋转驱动并进行发电。轴发电机马达21A将发电电力输出至可控硅逆变器22A。可控硅逆变器22A将所输入的电力向配电板11输出。同步调速机23A控制可控硅逆变器22A向配电板11输出的电力的电压和频率。同样，轴发电机马达21B以发电模式进行动作，将发电电力输出至可控硅逆变器22B。可控硅逆变器22B将所输入的电力向配电板11输出。控制装置30将配电板11的电力系统与图1中的说明相同地进行切换。配电板11将从可控硅逆变器22A、22B输入的电力及从主发电机10A～10C输入的电力的一部分输出至变压器12A及变压器12B，并用于FPP161A、FPP161B的动力源等。

动作例3的情况下，控制装置30将配电板11的电力系统与图1中的说明相同地进行切换。配电板11将主发电机10A～10C的发电电力的一部分向可控硅逆变器22A、22B输出。控制装置30使轴发电机马达21A、21B以电动模式进行动作。轴发电机马达21A从可控硅逆变器22A输入电力而旋转驱动，由此援助主螺旋桨24A的旋转。同样，轴发电机马达21B从可控硅逆变器22B输入电力而旋转驱动，由此援助主螺旋桨24B的旋转。

另外，如图6所示，也可以将FPP161A配置在主螺旋桨24A的同轴上，以1组对转螺旋桨方式靠近配置。同样，也可以将FPP161B与主螺旋桨24B配置在同轴上，以构成1组对转螺旋桨的方式配置。图6的情况下，设为2机2轴的结构，从而具备2组推进系统，能够确保冗余性。而且，通过适用本实施方式的船舶推进系统6，能够将主发电机10的发电电力用作主螺旋桨24的动力源，或者使用由中速柴油发动机202产生的动力将轴发电机马达21所发电的电力作为FPP161的动力源，因此能够提高动力源的冗余性。

(2机2轴CRP(CPP))

图7是表示本发明所涉及的第一实施方式中的船舶推进系统的一例的第七图。

图7的船舶推进系统7也与图6相同地表示推进用主发动机为2机、主螺旋桨为2轴的结构。

如图7所示，船舶推进系统7具备主发电机10A、10B、10C、配电板11、马达15A、马达15B、CPP162A、CPP162B、中速柴油发动机202A、中速柴油发动机202B、轴发电机马达21A、轴发电机马达21B、可控硅逆变器22A、可控硅逆变器22B、同步调速机23A、同步调速机23B、主螺旋桨24A、主螺旋桨24B。图7的船舶推进系统7中，作为船尾侧螺旋桨16的一例，具备2机CPP162A、CPP162B，并且，作为推进用主发动机20的一例，具备2机中速柴油发动机202A、中速柴油发动机202B。图7的情况下，不存在变压器12、逆变器13，配电板11与马达15连接。图7的船舶推进系统7的其他结构或动作与图6的情况相同。

根据本实施方式，使用油耗良好的大容量的推进用主发动机20来使主螺旋桨24驱动，并且推进用主发动机20的输出有余量的情况下，能够将该输出用作船尾侧螺旋桨16的动力源，能够使主发电机10的运转节能化。主螺旋桨24的动力源不足时，能够将主发电机10A～10C所发电的电力援助于主螺旋桨24的动力源。例如，即使在暴风雨天气时等推进用主发动机20的使用设限的场景下，也能够利用由主发电机10A～10C产生的电力使主螺旋桨24旋转，因此暴风雨天气时的推进损耗变少。

作为主螺旋桨24及船尾侧螺旋桨16的动力源，具备多个主发电机10及推进用主发动机20，因此具有冗余性，即使任何一个发生故障也可进行操作。

若利用推进用主发动机20进行低输出航行，则存在容易积存煤等，且维护性恶化等问题，但由于具备多个主发电机10，因此使主发电机10动作符合航行的最佳输出量，能够以油耗效率良好的控制点进行航行。

图2～图7中例示有将马达15设置在船舶内的结构，但也可以与图1相同地设为设置在吊舱推进器内的结构。主发电机10的台数可以不是3台。

＜第二实施方式＞

以下，参考图8对基于本发明的第二实施方式的控制装置30进行说明。对与第一实施方式相同的结构标注相同的符号，并省略说明。

图8是表示本发明所涉及的第二实施方式中的船舶推进系统的一例的图。

如图8所示，船舶推进系统8具备主发电机10A、10B、10C、配电板11、变压器12、逆变器13、吊舱推进器14、马达15、船尾侧螺旋桨16、主螺旋桨241、推进用电动机26。

推进用电动机26经由配电板11通过主发电机10的发电电力来旋转驱动，并使主螺旋桨241旋转。推进用电动机26例如为马达。

主发电机10A～10C连接于配电板11。配电板11与主发电机10A、主发电机10B、主发电机10C、变压器12、推进用电动机26、未图示的船内机器连接。变压器12与逆变器13连接。逆变器13与设置于吊舱推进器14的马达15连接。马达15经由轴17与船尾侧螺旋桨16连接。推进用电动机26经由轴27与主螺旋桨241连接。本实施方式中，马达15及推进用电动机26通过主发电机10的电力供给来旋转驱动。主螺旋桨241为CPP。

船舶推进系统8具备：主发电机(主发电机10A～10C)，向船内供给电力；配电部(配电板11)，分配主发电机的电力；第一电动机(推进用电动机26)，通过经由配电部输入的电力来旋转驱动第一旋转轴(轴27)；主螺旋桨(主螺旋桨241)，与第一旋转轴一起旋转；第二电动机(马达15)，通过经由配电部输入的电力来旋转驱动第二旋转轴(轴17)；及船尾侧螺旋桨(船尾侧螺旋桨16)，配置在主螺旋桨的船尾侧，并与所述第二旋转轴一起旋转。

对第二实施方式中的船舶推进系统8的动作进行说明。第二实施方式中，动力源仅为主发电机10。控制装置30计算使主螺旋桨241旋转的电力、使船尾侧螺旋桨16旋转的电力、供给至船内设备的电力，控制主发电机10的运转台数和输出。配电板11将主发电机10所发电的电力向各系统供给。逆变器13控制从变压器12输入的电力的频率，使马达15以所希望的旋转速度旋转。推进用电动机26通过经由配电板11输入的电力以恒定速度旋转驱动。推进用电动机26经由轴27使主螺旋桨241旋转。主螺旋桨241为CPP，控制装置30以改变主螺旋桨241的螺旋桨螺距来得到所希望的推动力的方式进行控制。

根据本实施方式，与包含第一实施方式的具备以往推进用主发动机的船舶推进系统相比，能够设为减少振动及噪音的系统。例如，在基于低速柴油发动机的推进系统中，难以满足由法律等规定的对噪音的基准。根据本实施方式，可减少噪音。

本实施方式中，由于能够省略推进用主发动机20、轴发电机马达21等的结构，因此提高发动机室内的机器的配置效率或提高在发动机室内的工作效率。

由于将多个主发电机10作为动力源而具备，因此具有冗余性，即使任何一个主发电机发生故障也可进行操作。

与第一实施方式相同地，在第二实施方式中，也可设为如下结构：将马达15并非具备于吊舱推进器14，而是具备于船体内。也可以设为如下结构：将船尾侧螺旋桨设为CPP，且不具备变压器12、逆变器13。如图4，可设为如下结构：相对于主螺旋桨241，具备2机船尾侧螺旋桨16(FPP或CPP)。如图6，可设为如下2轴结构：具备2组将主螺旋桨241与船尾侧螺旋桨16设为1组的CRP。在第二实施方式中，也可设为如下结构：将主螺旋桨设为FPP，在配电板11与推进用电动机26之间设置逆变器，并通过逆变器控制推进用电动机26的转速。

另外，在不脱离本发明宗旨的范围内，可将上述的实施方式中的构成要件适当替换成众所周知的构成要件。并且，该发明的技术范围并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内可加以各种变更。

产业上的可利用性

根据上述的船舶推进系统、船舶及船舶推进方法，能够防止主发动机的大型化，并且得到推进性能良好的船舶的推进系统。

符号说明

10-主发电机，11-配电板，12-变压器，13-逆变器，14-吊舱推进器，15-马达，16-船尾侧螺旋桨，17-轴，20-推进用主发动机，21-轴发电机马达，22-可控硅逆变器，23-同步调速机，24-主螺旋桨，25-减速机，26-推进用电动机，27-轴，30-控制装置，161-FPP，162-CPP，201-低速柴油发动机，202-中速柴油发动机。

Claims (7)

1.一种船舶推进系统，其具备：

多个主发电机，向船内供给电力；

配电部，分配多个所述主发电机的电力；

主发动机，使第一旋转轴旋转驱动；

主螺旋桨，与所述第一旋转轴一起旋转；

船内设备，通过所述配电部分配的电力而进行动作；

第一电动机，通过所述配电部分配的电力来旋转驱动所述第一旋转轴来弥补基于所述主发动机的所述主螺旋桨的旋转的不足量，且具备通过基于所述主发动机的输出的所述第一旋转轴的旋转来进行发电而向所述配电部供给电力的发电机；

第二电动机，通过所述配电部分配的电力来旋转驱动第二旋转轴；

船尾侧螺旋桨，配置于所述主螺旋桨的船尾侧，并与所述第二旋转轴一起旋转；及

控制装置，控制所述第一电动机，根据船舶要求的推进力而切换通过所述第一电动机使所述第一旋转轴旋转驱动或通过所述主发动机的旋转来进行发电而向所述配电部供给电力，

所述控制装置控制所述配电部，在所述第一电动机驱动所述第一旋转轴旋转的情况下，将多个所述主发电机的电力分配给所述船内设备、所述第一电动机及所述第二电动机，在所述第一电动机进行发电的情况下，将多个所述主发电机的电力及所述第一电动机的发电电力分配给所述船内设备及所述第二电动机。

2.根据权利要求1所述的船舶推进系统，其中，

所述主螺旋桨为可变螺距螺旋桨，

所述第一电动机以恒定的旋转速度旋转驱动。

3.根据权利要求1所述的船舶推进系统，其中，

所述主螺旋桨为固定螺距螺旋桨。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的船舶推进系统，

所述船舶推进系统具备：1个或多个所述主螺旋桨；1个所述船尾侧螺旋桨，以与各主螺旋桨对置的方式配置。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的船舶推进系统，其中，

相对于1个所述主螺旋桨，具备以该主螺旋桨的旋转轴作为对称轴线对称的方式配置的2个所述船尾侧螺旋桨。

6.一种船舶，其具备权利要求1至3中任一项所述的船舶推进系统。

7.一种船舶推进方法，其中，

在权利要求1所述的船舶推进系统中，

所述主发电机供给电力，

所述配电部分配所述主发电机的电力，

所述主发动机驱动所述第一旋转轴旋转，

使所述主螺旋桨与所述第一旋转轴一起旋转，

通过所述配电部分配的电力使船内机器进行动作，

所述第一电动机通过所述配电部分配的电力来旋转驱动所述第一旋转轴来弥补基于所述主发动机的所述主螺旋桨的旋转的不足量，

所述第二电动机通过所述配电部分配的电力来旋转驱动所述第二旋转轴，

使所述船尾侧螺旋桨与所述第二旋转轴一起旋转，

所述控制装置控制所述第一电动机，根据船舶要求的推进力而切换通过所述第一电动机使所述第一旋转轴旋转驱动或通过所述主发动机的旋转来进行发电而向所述配电部供给电力，

所述控制装置控制所述配电部，在所述第一电动机驱动所述第一旋转轴旋转的情况下，将多个所述主发电机的电力分配给所述船内设备、所述第一电动机及所述第二电动机，在所述第一电动机进行发电的情况下，将多个所述主发电机的电力及所述第一电动机的发电电力分配给所述船内设备及所述第二电动机。

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